小球藻悬浮液在畜牧业中的应用
非商业机构
藻类生物工艺学科学研究所
畜牧业的主要费用（达70-80%）花在了饲料上。没有营养平衡的饲料和最适宜的养殖基地，这一农业产业的成功发展是不可想象的。为得到营养平衡的饲料做出了巨大的努力。在最近的十年，研制了生物活化剂、维他命、氨基酸、生物活性剂等饲料添加剂。这一方向的研究还在继续，因为所有这些革新有助于增加牲畜的体重、提高产量和存活率。
最近几年，农畜饲料中添加了藻类。绿藻中的代表小球藻-微藻植物就属于此。
在畜牧业中使用的是利用容器中的小球藻菌株培养的悬浮液。
这一菌株的特性区别于以前使用的小球藻菌株和种类，能形成原理上新的养殖工艺，并可用作动物饲料。
全俄混合饲料工业研究所研究了混合饲料藻类化的工艺。
但小球藻悬浮液的最大价值在于所使用菌株的生物活性，这种生物活性反映在幼畜体重增加、存活率提高、繁殖性能改良、免疫力增强，以及在使用后，会长期作用于动物肌体。在动物育肥期，根据各类动物和各年龄组，定期使用一次小球藻悬浮液。
使用小球藻悬浮液的合理性在于它有助于更充分地吸收饲料，相应体重也有所增加，产奶量增多，母鸡产卵率提高，动物头数存活率上升，种畜的繁殖能力增强。
使用小球藻悬浮液经济合理，除了小球藻悬浮液，别无选择。
使用小球藻悬浮液能减少使用药物制剂，其中包括医治动物的抗生素。这样就能得到高质量的畜牧产品。
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小球藻的开发应用进展 王敬 (南通大学，海洋技术) 摘要：小球藻（Chlorella）为绿藻门小球藻属普生性单细胞绿藻，是一种高效的光合植物，以光合自养生长繁殖，分布极广。细胞内含有丰富的蛋白质、维生素、矿物质、食物纤维、核酸及叶绿素等，是维持和促进人体健康所不可缺少的营养素，随着生物技术的迅速发展，小球藻也得到了广泛的应用。本文通过介绍小球藻在食品、饵料、医药、环保及工业应用等方面的应用，说明小球藻是一种重要的微藻资源，有广阔的应用前景。 关键词：小球藻；食品；医药；环保；工业应用 The application and development of Chlorella Wang Jing (Nantong university, Marine technology) Abstract: Chlorella gate of green alga chlorella is naturally unicellular green algae, is a kind of efficient photosynthesis of plants, grow in photosynthetic, widespread. Cells are rich in protein, vitamins, minerals, dietary fiber, nucleic acid and chlorophyll etc., are necessary to maintain and promote human health nutrients, with the rapid development of biotechnology, chlorella has been widely used. In this paper, by introducing the chlorella in food, bait, medicine, environmental protection, and the application of industrial applications, shows that chlorella is a kind of important micro algae resources, has broad application prospects. Keywords:Chlorella ; food ; medicine ; environmental protection ; industrial applications 小球藻(Chlorella)为绿藻门普生性单细胞藻类，是第一种人工培养的微藻。
一、小球藻 小球藻是单细胞植物，种类较多，多数生活在淡水中，少数生活在海洋里。按植物学分类，小球藻属于小球藻纲绿藻目原球藻科生物，其体型小，直径一般为3～5μm，在显微镜下，需要放大400～600倍才能看到，我们肉眼看到的只不过是含有小球藻的绿色的水。小球藻所含的营养成分很高，其蛋白质含量达到50%～60%（相当于花生米的2倍、鸡蛋的5倍），含脂肪10%～30%，还含有多种维生素。小球藻的生物活性物质糖蛋白和多糖体的含量也相当高，这些生物活性物质具有增强人体免疫力、抗癌、降血压、抑制血糖上升、排除体内毒素和迅速恢复机体损伤等功能。因此，小球藻的培养前景广阔。 作为培养原料的小球藻，可以到较清洁的池塘、水坑中采集绿色的水，在显微镜下鉴定，然后再用。也可以向培养它的人索取。 1 容器的准备 小规模的培养可用瓶、缸等，大规模的培养可用水泥池。首先，要对所使用的容器进行消毒，一般用100mg/L的漂白粉水溶液浸泡，再用水冲刷数次。 (100mg/L的漂白粉水溶液的配制：①天平称量5g2%漂白粉澄清液； ②定量转移至容量瓶中； ③加水至1L； ④混匀。 2％漂白粉上清液的配制法：取漂白粉2克，加少量水搅匀，再加水至100毫升，充分调匀后，待澄清后取上清液使用。） 2 培养液的准备 （1）BG11液体培养基配方： Stock1 定容100mL 柠檬酸柠檬酸铁胺 EDTANa2 Stock2 定容1000mL NaNO3 30g K2HPO4 MgSO4·7H2O Stock3 定容100mL CaCl2·2H2O Stock4 定容100mL Na2CO3 2g
Stock5 定容1000mL H3BO3 MnCl2·4H2O ZnSO4·7H2O Na2MnO4·2H2O CuSO4·5H2O Co(NO3)2·6H2O Stock1 取用2mL Stock2 取用20mL Stock3 取用2mL Stock4 取用1mL Stock5 取用 1mL 总定容 1000mL （2）购买 2000元/套，九种原液各200ml（稀释1000倍），10瓶。培养基各取1ml。 联系电话： 3 藻种 购买：淘宝轮虫小球藻套装。40元/一套 4 接种 选取生活力强、生长旺盛的藻种，在天气晴朗的上午接种。一般情况下，作为第1级培养，可按藻液与培养液1∶2的比例进行接种。接种的量大，可使藻种迅速成为培养液中的 优势种，利用生物间的拮抗作用，减少了污染机会，缩短了小球藻的培养时间。待扩大培养时，可按藻液与培养液1∶4的比例进行接种。 5 管理 搅拌由于小球藻不能游动，只能浮在水中生活，所以必须对培养液进行搅拌，让藻体 不断变换位置，使光照、养料和水温均衡，这样有利于藻体的迅速生长和繁殖。常用的搅拌 工具有玻璃棒、竹棒，每天搅拌3次，每次1分钟。 光照小球藻的培养要有充分的光照，阴雨天光线不足时，可在培养室内用人工光源进 行补充，通常用冷白荧光灯，光照强度为2000～3000Lx；但在光线强烈的夏天，要用遮阳 网等进行适当避光。 温度及pH 温度保持在25～30℃，最适宜生长温度为26℃。pH保持在6～8。
小球藻在水产养殖上的应用 小球藻（Chlorella vulgaris）为绿藻门小球藻属普生性单细胞绿藻，是一种球形单细胞藻类，直径3-8微米，是地球上最早的生命之一，出现在20多亿年前，是一种高效的光合植物，以光合自养生长繁殖，分布极广。 小球藻为单细胞藻，常单生，也有多细胞聚集。细胞球形、椭圆形，内有一个周生、杯状或片状的色素体。无性繁殖，每个细胞可以产生2、4、8或16个似亲孢子，成熟时母细胞破裂，孢子逸出，长大后即为新个体。细胞内的蛋白质、脂肪和碳水化合物含量都很高，又有多种维生素，可食用和作为饵料。 目前世界上已知的小球藻约10种，加上其变种可达数百种之多。小球藻广泛分布于自然界，以淡水水域种类最多；易于培养，不仅能利用光能自养，还能在异养条件下利用有机碳源进行生长、繁殖；并且生长繁殖速度快，是地球上动植物中唯一能在20小时增长4倍的生物，所以其应用价值很高。我国常见的种类有蛋白核小球藻、椭圆小球藻、普通小球藻等。 小球藻在水产养殖的功效 1、在养殖初期，将小球藻和肥料同时使用，起到快速肥水的作用。高温期可单独使用小球藻，也可与枯草芽孢杆菌或者EM菌同时泼洒使用，调节水质，降低氨氮、亚硝酸盐，抑制蓝藻，改善水体环境。 2、提供单胞小球藻源，进入养殖水体后可迅速繁殖，形成以单细胞小球藻为优势种群的水体，为鱼、虾、蟹、贝等各类水生动物构筑良好的生活环境。
3、小球藻能够提供丰富、均衡的天然营养素，含有丰富的蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素、矿物质、叶绿素、藻多糖、核酸等。这些营养成分有助于提高防病能力和抵抗力。 4、小球藻具有较高的营养价值，可作为虾蟹贝幼苗的开口饵料，滤食性鱼类的的直接饲料，促进生长、降低成本，提高水产动物的成活率。 5、可以更好的进行光合作用，增加水体溶氧，大大减少缺氧浮头的可能。 小球藻在水质处理方面的应用案例 应用前：水质清瘦，透明度50cm以上（图1），晴天上午9点指标检测为：溶氧3.31mg/L，水温23.5℃，pH值7.8，氨氮0.4，亚硝0.15，藻相镜检（图2）：基本上没有藻类，无浮游动物。 解决方案：晴天上午9点使用小球藻1kg/亩，第二天使用硅藻旺1kg/亩+EM菌1kg/亩，在中午11点至下午13点开增氧机2小时。 处理后：第三天水体透明度至40cm以内，水色呈现淡绿色，第三天，水体透明度至30cm 以内，水色呈现绿色，第四天，水体透明度在20cm左右，水色呈现绿色（图3）。第四天上午10点指标检测：溶氧6.05mg/L，水温24.6℃，pH值8.3，氨氮0，亚硝0。藻相镜检：以小球藻为主，部分硅藻（图4）。
设施农业用传感器的分类 设施农业传感器的品种较多，按其检测参数分类，主要有以下几种； 1. 用于检测土壤温度，一般使用的有效温度范围在10～40℃（土壤热容积较大，温度变化不是很明显），安装在作物根部土壤中，以测量作物的生长、发育的土壤温度及浇水后土壤的温度变动情况。根据温室或大棚长度安装2～4个不等，安装时根据不同作物根系深度确定埋土深度。 2. 用于检测设施农业的空气环境温湿度，一般使用的有效温度范围在0～50℃，有效湿度范围在30～90%。大部分安装在温室、大棚或畜禽舍中空气流通较好的遮阳处，一般根据温室、大棚或畜禽舍长度安装1～4个不等，以避免空气流通差导致的局部小气候效应。 3. 用于检测土壤中水分含量，便于及时和适量浇灌。目前有两种表示方式，其一为容积含水量，即V/V%，其二为质量含水量，即M/M%，大部分产品以容积含水量表示，一般有效范围在10～70%。因不同土质能容纳水量不同，故不同土质在浇灌等量水后，所显示的容积含水量会有不同。根据温室或大棚长度安装2～4个不等，安装时根据不同作物根系深度确定埋土深度。 4. CO2含量传感器 CO2含量传感器用于检测环境中CO2含量，便于决定是否增施气肥或需通风换气。一般以ppm为单位，有效范围在100～1000ppm之间。可以用在
温室、大棚中，也可以用在密封/半密封的畜禽舍中。温室、大棚中主要检 测有光照情况下CO2含量是否低于作物光合作用的最佳浓度，在畜禽舍中主 要检测密封环境下CO2浓度是否超出影响畜禽能生长发育的最大浓度，以便 于及时通风换气。独栋温室、大棚或畜禽舍安装1个即可。 含量传感器 NH3含量传感器用于检测畜禽舍环境中NH3的含量，以决定是否需要通 风换气和清除粪便。一般以ppm为单位，有效范围在0~100ppm之间。养鸡 场应用居多，尤其是蛋鸡场，因为鸡的消化系统不能完全消化饲料，大量 蛋白质通过粪便排出后，经过复杂的化学反应转变为NH3，而NH3又是影响 鸡蛋产量的关键因素，一旦NH3浓度超过一定值，蛋鸡产蛋率明显下降，甚 至不产蛋，需要数周后才能恢复。一般安装1个即可。 6.光照度传感器 光照度传感器用于检测作物生长环境的光照强度，以决定是否需要遮 阳或补光。单位lux（勒克司），有效范围在200～200000Lux。一般安装 在温室、大棚中，用来检测作物生长所需要的光照强度是否满足最基本需 要或是否达到作物的最佳生长状态，如与CO2传感器联合使用，可以为何时 增施气肥提供参考。安装时考虑向阳并且避免被遮挡。一般安装1个即可。 7.营养元素传感器 营养元素传感器用于检测作物生长环境中N（氮）、P（磷）、K（钾）的含量，以决定是否需要施肥。一般用于检测无土栽培环境中所调配的营 养液中营养元素含量，或根据流回的营养液中元素的吸收情况决定营养元 素的调配比率，也可用于普通大棚或温室中土壤营养元素含量检测。 二性能要求
固定化小球藻培养条件的实验研究 摘要：本文为固定化小球藻培养条件的实验研究。采用细胞固定化的方法，选取五种培养液固定化培养小球藻，用紫外分光光度计在470nm的紫外可见光下定期测量其培养液的pH值和叶绿素含量，分析数据，从而得出培养小球藻的最适条件和培养液。实验结果表明培养小球藻的最适pH在4.5-5.4之间。海藻肥培养液为最适合的培养液 关键词：小球藻、固定化、叶绿素、含量、测定 前言 微藻生物技术属于生命科学研究领域的一个重要分支，是目前国内外的研究热点和前沿。小球藻是人类最早分离培养的一种绿藻，属于具有真核细胞的最简单光合作用有机体，小球藻生息在淡水中，它借助阳光、水和二氧化碳，以每隔20小时分裂出4个细胞的旺盛繁殖能力，不停地将太阳能量转化生成蕴涵多种营养成分的藻体，并在增值中释放出大量的氧气；而它的光合能力高于其他植物10倍以上。基于这种生命活力及产生的高能营养物质，人们赞美它是“罐装的太阳”。有望成为减排C02的先锋物种。小球藻的固定化即将小球藻与海藻酸钠溶液混合，在CaCl2的作用下形成固体小球。此包埋制得的小球体可使其内的小球藻有较好的机械性能和防破坏能力而周围营养源可与其内的藻体进行正常接触。但是，固定化小球藻的培养条件和生长情况报道很少，本实验首先固定化小球藻，然后在不同的液体营养环境中培养，定期测量其培养液的pH值和叶绿素含量，分析数据，从而得出培养小球藻的最适条件和培养液，为固定化小球藻的利用提供基础数据。 1 材料与方法： 1.1 实验仪器：超净工作台、高压蒸汽箱、分光光度计、试管、电子秤、移液管、量筒、烧杯 1.2配制药品溶液 配制五种培养液各200ml 1号SE 溶液（药品加蒸馏水） 2号（土壤浸出液）用水浴加热土壤水溶液过滤。 3号（硝酸钠60mg/L,尿素1.8mg/L,磷酸二氢钾2mg/L)， 4号复合肥溶液l 5号海藻肥 配制固定化小球藻试剂4%海藻酸钠200ml，5%氯化钙溶液2000ml 以上溶液均加入高压蒸汽箱灭菌。灭菌半个小时。灭菌完后，1号、2号、3号、4号、5号溶液和氯化钙溶液均放入冰箱中保存。
应用科技 小球藻的应用研究进展 单俊秀张平刘丽丽 (天津师范大学化学与生命科学学院，天津市300374) {}|。。’。。’…’1。jl|2 11，。。r? ¨……’。。。。。?。…?j’。“。4”j。’j j。j”j””?“j j…???。j’”?2、 ：?嘲要]小球藻是单细胞真核藻，细胞内含有多种营养物质。随着生物技术的迅速发展，有大量关于小球藻的研究工作被报道。本文通过，?，介绍小球藻在食品、饲料、饵料、医药、环保等方面的应用，说明小球藻是一种重要的微藻资源，有广阔的应用前景。 i呋键词]小球藻；保健食品；饵料；医药；环保， 小球藻为绿藻门【Chl or ophyt a)、绿藻纲、绿球藻目(C hl oro—cocCal es)、小球藻属(Chl or el l a)球形、普生性～般为聚集成群的单细绿藻，是第一种进行人工培养的微藻。小球藻比表面积大光合效率高，含有多糖、蛋白质、细胞色素、不饱和脂肪酸和生长因子等多种丰富的营养物质，是一种有重要意义的藻类具有广阔的开发利用前景，受到各国研究者的青昧。 1小球藻在食品、饲料、饵料方面的研究进展 L1小球藻应用。卜鑫品方面 小球藻包括海洋小球藻与淡水小球藻，其有高含量的维生泰如C、A、B，矿物元素钙、钾、碘、铁，小球藻特殊的细胞生长因子，还含有高达50％左右的粗蛋白。目前人们重视小球藻在保健食品方面的应用，开发出了如酶解小球藻保健饮料、小球藻豆腐、小球藻胶囊等。 12小球藻应用于饲料添加剂 小球藻具有耐酸性、耐抗生素和比一般微生物制剂热稳定性高的特点，因此小球藻可用于动物饲料添加剂一方面可以为动物提供多方面的营养物质，另一方面小球藻在动物体内可直接杀灭细菌，增强动物免疫性，长期使用，利于动物的生长发育j 13饵料方面的应用 小球藻可作为水产品的天然饵料，研究表明接种在养殖水体中可调节优化浮游生物的群落结构，降低水体中氨、磷的浓度，增加溶解氧，改善水体的化学环境条件，达到防病的目的。目前资料显示小球藻作为轮虫的首选饵料，能够增加轮虫体内的EPA和D H A的含量，而这两种物质对水产品如鱼、虾等的生长发育有重要的作用。 2小球藻药理作用 21凝集素 凝集素是一类能与糖类专一结合并具有细胞凝集活性的蛋白质与糖基结合时不需要糖分子的还原碳原子具有游离的羟基。郑恰，余萍等从蛋白核小球藻藻粉中分离纯化出了蛋白核小球藻凝集素(C PL)，经鉴定对兔、绵羊及鸽子红细胞有凝集作用掷怡等，2003)。 22抗肿瘤 小球藻，含有丰富的蛋白质，可以作为免疫激活剂具有抗肿瘤作用。汪炬等将小球藻提取物C E作用于动物肿瘤肉瘤细胞和肝癌H C A 腹水瘤，发现C E对这两种细胞有较强的杀伤力(汪炬等，2004)。 23生长因子 小球藻生长因子《Chl orel aG r ow t hFac t or，CG F)又称小球藻精，可以提高机体的免疫力和抗感染能力，还能防治胃溃疡、高血压和心血管等疾病。小球藻具有抑制脂肪吸收和刺激高脂食品排泄的作用，可用于防治包括高血脂症在内与脂肪过剩有关各种疾病。 24抗生素 近年来的研究表明，许多微藻中含有对其他微藻、细菌、真菌、病毒或原生动物有割生的抗生素物质。据报道小球藻细胞内也含有刘以抗生素。江红霞等从蛋白核小球藻中提取脂溶性化合物，进行了抗细菌和抗真菌活性实验，说明此脂溶性化合物的粗提物对真菌的抑制涮生明显大于对细菌的抑制活性(江红霞等，2003)。 25抗氧化 机体新陈代谢产生的自由基包括羟基自由基、超氧阴离子自由基等能对人体组织造成损伤，从而导致许多疾病的发生。小球藻中含有的叶黄素(L ut e i n)和蛋白质具有抗氧化作用。韩春然等研究7圆形海水小球藻异养培养的最佳生长条怖发酵生产叶黄素的条件为产生叶黄紊的最佳条件是B G—I I培养基中葡萄糖浓度1O g／L，尿素浓度O．59，L，培 养基初始Ph7．0'28℃下培养，叶黄索可以达到1．45m g／g，认为高细 胞浓度培养小球藻生产叶黄寨是=-J：f5的(韩春然，2007)。 3小球藻基因工程方面的研究进展 小球藻一方面培养简单、生馅幽枣、无毒无害、培养成本低廉，另 一方面能对蛋白质等肽类物质进行正确的加工修饰弥补了大厂杆菌原核 细胞生物反应器的特点，可以作为真核生物反应器应用于基因工程。王 义琴等以小球藻为载体成功表达了正常活性的兔防御素N P～，为实现 产业化奠定了基础【王义琴等，2001o 4小球藻在环保上的应用 重工业的飞速发展，人口数量过多带来的各方面环境污染，严重 影响到人1门的健康，威胁着人类的生存。随着科学技术的发展越来越多 的国家希望能够通过生物技术寻求一种成本低高效率的治污方式。小球藻在治理污染方面业发?省重要作用。 4．1清除重金属离子 藻类可以吸收富集水体中的金属，并加以回收和利用并具有原料 廉价易得、不产生二次污染、吸附容量大、应用范围广等优点。据文献 报道小球藻可以对以下金属离子有清除作用：固定化小球藻去除Cp的 研究、C u2+、C d2+、Z n2％小球在在治理水体污染方面有广阔的应用前景。 42降解原油 陶永华等通过实验证明普通小球藻和蛋白核小球藻具有降解原油 的能力，普通小球藻降解原油的能力最强，对于18．4m L含油污废水， 降解去除率高达94％一95％，实验还表明，单种藻株降解原油的能力 比混合藻株好。普通小球藻可作为净化含油污废水的材料深入进行应用 研究(陶永华等，2006)。 5小球藻的研究前景与展望 小球藻光和作用很强，细胞内含有多种营养物质，未来在开发小 球藻的健康食品、保健和药学功能，从实验转向产业化生产方面，小球 藻等藻类生物的开发利用有着广阔的前景，工厂化生产人类的优质天然 绿色食品即将成为现实。 [参考文献]7【1】郏怡．余薄，划艳如蛋白核小球藻凝粜素的分离纯化及部分性质研究Ⅱ】．i 水生生物学报3003． {21汪姬确含林，头岸等、蛋白核小球藻提取物的抑瘤作甩及对免疫功能的 影驹硎营养学报，2004．? 13】3i E-．红霞，郑怡．林雄平蛋白核，j球藻脂溶性化合物的抑菌活性及成分分7析【11植物资糖与环境学报．2003． 【4】陶永华，殷明．伍俊荣．高效原油降解小球藻株用于7由污废水净化的实验／研究U j海军医学袭吉，20067 233
传感器在农业上的应用 传感器就是指能感受被测量, 并可按一定的规律转换成可用信号输出 (通常为电信号)的器件装置, 它是获取信息的重要工具。传感器可以测量各种量, 任何一个信息系统和控制系统都离不开传感器。近年来, 随着高科技的深入发展, 传感器的应用领域越来越广, 下面介绍一下传感器在农业中的应用。 1 、传感器在农业机械化方面的应用 机电一体化是农业机械发展的重要趋势, 同时也是农业现代化的必由之 路, 而传感器技术又是机电一体化的关键技术之一。改造传统的农业机械离不开传感器, 发展现代化的农业机械更需要大量的传感器。由此可见, 传感器在农业机械方面的应用十分广泛。近年来, 拖拉机、收割机、制米机、灌溉机等农业机械都安装使用了各种传感器, 来增加或提高其性能。例如, 美国研制推出了一种收割机割高度自动控制系统。该系统是由传感器、电子电路及液压等部分构成的。作物的高度信号由割台输送带上的物位传感器检测, 电子控制器把传感器的输 出信号经过滤波后转换成升高、降低或继续保持割台高度的信号, 然后驱动电磁阀, 使控制收割台的液压缸做相应的动作, 调整割台的高度。该系统在割台的两端还各装一个近地传感器, 以防割台触地。再如, 日本东洋制米机厂研制出一种可以安装在联合收割机上的用来判断、清除谷物中混进的金属等杂质的磁传感器。其工作原理是在谷物滚动的筒管周围形成高频电磁场, 利用磁传感器测量谷物滚动时引起的电磁场的变化, 通过分选器剔除谷物中的金属杂质等。 2 、传感器在培育良种方面的应用 种子是农业生产的第一环节, 应倍受重视。近年来, 生物技术、遗传工程等都成为良种培育的重要技术, 在这其中生物传感器发挥了重要的作用。例如, 西班牙的农业科学家通过生物传感器操纵种子的遗传基因, 在玉米种子里找到了 防止脱水的基因, 培育出了优良的玉米种子。此外, 监测育种环境还需要温度传感器、湿度传感器、光传感器等; 测量土壤状况需用水分传感器, 吸力传感器、氢离子传感器、温度传感器等; 测量氮磷、钾各种养分需要用各种离子敏传感器。 3 、传感器在种植方面的应用 种植是农业的基本操作。农作物的各种种植环节甚多, 在整个过程中, 可以利用各种传感器来收集信息, 以便及时采取相应的措施来完成科学种植。例 如, 美国的科研人员通过埋入土壤中的离子敏传感器来测量土壤的成分, 并通 过计算机进行数据分析处理, 从而来科学地确定土壤应施肥的种类和数量。此外, 在植物的生长过程中还可以利用形状传感器、颜色传感器、重量传感器等来监测物的外形、颜色、大小等, 用来确定物的成熟程度,以便适时采摘和收获; 可以利用二氧化碳传感器进行植物生长的人工环境的监控, 以促进光合作用的进行。例如, 塑料大棚蔬菜种植环境的监测等; 可以利用超声波传感器、音量和音
生物吸附剂的应用及研究进展 含重金属废水是对生态环境危害极大的一类污染源。重金属进入环境后不能够像有机物那样能够被生物降解，且大多参与食物链循环，并最终在生物体内积累，破坏生物体正常生理代谢活动，危害生物体健康[1,2]。另外，我国又是水资源相对匮乏的国家，我国每年缺水超过300亿吨[3]。因此，水污染防治及废水回用越来越受到人们重视。因此，如何有效地处理重金属废水，回收贵重金属已经成为当今环保领域中的一个突出问题。 虽然重金属离子对生物体有很强的毒害效应，超过一定的浓度后，就会对生物体产生不良的影响，抑制生物生长或使生物体死亡，但是有的微生物，如某些藻类、细菌、真菌等等本身或是经过驯化以后对重金属有一定的耐受性，甚至失活的微生物体，也能够除去水中的重金属离子。利用微生物体作为吸附剂进行废水处理或回收金属的来源十分广泛，具有良好的经济效益。 1 生物吸附剂的来源 1.1藻类生物吸附剂 全球已知的藻类约4万种。多数情况下，藻类的细胞壁是由微纤丝形成的网状结构，含有丰富的多糖，如果胶、木糖、甘露糖、藻酸或地衣酸，这些多糖一般带负电荷，可以通过静电引力与许多金属离子相结合，因而，藻类对大多数重金属都有很强的吸附能力[6]。海草arrassum能够积累去除水中的Cd和Cu，Zn 等重金属[7,8]；而Scenedesmus obliquus对UO22+最大吸附容量可达75mg/g干物质，能够使水中的铀浓度从5.0降至0.05mg/L，与Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+之间的竞争也很小[9]；绿微藻(Tetraselmis chui)在悬浮状态下能够吸附Cr[10]；一些大型海藻的吸附容量比其它种类生物体高得多，甚至比活性炭、天然沸石的吸附容量还高，与离子交换树脂的相当[11,12]。 1.2真菌生物吸附剂 真菌在自然界中分布很广。现已记载真菌约有12万种，其中大多数都应用于工业生产。它们的细胞壁含大量几丁质和葡聚糖，对重金属具有吸附能力[13,14]，利用其来吸附去除污水中的重金属，不仅可以节约处理费用，还可以达到以废治废的目的。 酿酒厂的废菌体啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，可吸附多种重金属离子和放射性核素，水中的一些常见的离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+及盐度对吸附的影响很小或不影响[15-20]；曲霉属的一些真菌菌株多种重金属和放射性核素的吸附效果也好，如酱油曲霉(Aspergillus sojae)对Pb2+和Cd2+的吸附率为69.76%和72.28%，米曲霉(Aspergillus oryzae)为60.64%.，81.34%[21]；烟曲霉(Aspergillus fumigatus)能够很快地从水溶液中去除U(Ⅳ)，Fe2+、Fe3+、Ca2+、Zn2+的存在对它的吸附去除无影响[22]，在脂肪酶生产产生的废弃菌丝体Aspergillus terreus显示了良好的铜吸附容量并且不受竞争离子的影响[23]；无花果曲霉(Aspergillus ficuum)对铅的吸附率可达92.44%[24]；黑曲霉(Aspergillus niger)对241Am有很好的吸附选择性，其吸附率均高达96%，即使溶液中的金、银浓度较241Am高2000多倍，对其吸附也无明显影响，当它生长在含金属氮化物的金矿废水中时，它可通过细胞表面的吸附作用而积累金、银、铜、铁、锌[25]；根霉属(Rhizopus)的菌株对大多数的金属也有良好的吸附效果。根霉(Rhizopus oligosporus)进行固定化后，对Cd的最大吸附量为34.5mg/g，为非固定化的一倍[26]；少根根霉(Rhizopus arrhizus)铅有高吸附容量，而且是一种很有前途的处理核工业放射性废水的吸附剂[27~29]。黑根霉(Rhizopus nigricans)能快速地吸附多种金属离子，最大吸附容量为140到160mg/g干重[30]。 1.3 细菌生物吸附剂 细菌是地球上最丰富的微生物，其总生物量占地球总生物量的大部分，其细胞壁的化学组成为肽聚糖，含丰富的羧基和氨基。因此细菌与重金属表现出很强的吸附能力。 地衣芽孢杆菌((Bacillus licheniformis)R08对吸附Pd2+时，45min吸附量可达224.8mg/g[33]；Bacillus polymxa对铜有潜在的吸附能力[31,32]。一些芽孢杆菌，如Bacillus pumilus、Bacillus cereus等，对Ce2+，Co2+、Th4+、U4+等重金属离子具较高亲合性[34]。 假单孢杆菌菌属(Pseudomonas)的一些微生物能抵抗Cu2+的毒性，并对Cu2+有较好吸附能力[35]；Pseudomoas sp.GX4-1的发酵液经乙醇沉淀后得到的吸附剂WJ-I含多糖和蛋白质等成分，能吸附水溶液中的Cr6+，吸附率最大可达98%，最大吸附量达9.34mg/g[36]。
2.1设施农业用传感器的分类 设施农业传感器的品种较多，按其检测参数分类，主要有以下 几种； 1. 土壤温度传感器 土壤温度传感器用于检测土壤温度，一般使用的有效温度范围在10～40℃（土壤热容积较大，温度变化不是很明显），安装在作物 根部土壤中，以测量作物的生长、发育的土壤温度及浇水后土壤的 温度变动情况。根据温室或大棚长度安装2～4个不等，安装时根据 不同作物根系深度确定埋土深度。 2.空气温湿度传感器 空气温湿度传感器用于检测设施农业的空气环境温湿度，一般使用的有效温度范围在0～50℃，有效湿度范围在30～90%。大部分安 装在温室、大棚或畜禽舍中空气流通较好的遮阳处，一般根据温室、大棚或畜禽舍长度安装1～4个不等，以避免空气流通差导致的局部 小气候效应。 3.土壤水分传感器 土壤水分传感器用于检测土壤中水分含量，便于及时和适量浇灌。目前有两种表示方式，其一为容积含水量，即V/V%，其二为质量含 水量，即M/M%，大部分产品以容积含水量表示，一般有效范围在 10～70%。因不同土质能容纳水量不同，故不同土质在浇灌等量水后，所显示的容积含水量会有不同。根据温室或大棚长度安装2～4个不等，安装时根据不同作物根系深度确定埋土深度。
CO2含量传感器用于检测环境中CO2含量，便于决定是否增施气肥或需通风换气。一般以ppm为单位，有效范围在100～1000ppm之间。可以用在温室、大棚中，也可以用在密封/半密封的畜禽舍中。温室、大棚中主要检测有光照情况下CO2含量是否低于作物光合作用的最佳浓度，在畜禽舍中主要检测密封环境下CO2浓度是否超出影响畜禽能生长发育的最大浓度，以便于及时通风换气。独栋温室、大棚或畜禽舍安装1个即可。 5.NH3含量传感器 NH3含量传感器用于检测畜禽舍环境中NH3的含量，以决定是否需要通风换气和清除粪便。一般以ppm为单位，有效范围在 0~100ppm之间。养鸡场应用居多，尤其是蛋鸡场，因为鸡的消化系统不能完全消化饲料，大量蛋白质通过粪便排出后，经过复杂的化学反应转变为NH3，而NH3又是影响鸡蛋产量的关键因素，一旦NH3浓度超过一定值，蛋鸡产蛋率明显下降，甚至不产蛋，需要数周后才能恢复。一般安装1个即可。 6.光照度传感器 光照度传感器用于检测作物生长环境的光照强度，以决定是否需要遮阳或补光。单位lux（勒克司），有效范围在200～ 200000Lux。一般安装在温室、大棚中，用来检测作物生长所需要的光照强度是否满足最基本需要或是否达到作物的最佳生长状态，如与CO2传感器联合使用，可以为何时增施气肥提供参考。安装时考虑向阳并且避免被遮挡。一般安装1个即可。
微藻利用现状综述 摘要：微藻是一类古老的原低等原核生物，其藻体内富含都中多糖、蛋白质、氨基酸维生素、类胡萝卜素、γ-亚麻酸、多种无机元素以及多种微量元素等，是一种纯天然的营养物质。其营养物质对许多疾病有防御作用，对动物、鱼虾生长和品质有促进作用，还可以净化水质等，具有广阔的前景，在医药食品、养殖饲料、化妆品、能源环境等行业都有所应用。本文从微藻营养物质的特点，在不同行业中的应用，及其在生产加工过程中存在的问题加以综述。关键词：微藻利用综述 1 微藻简介 藻类是最原始的生物之一，广泛存在于海洋、淡水湖泊等水域，通常呈单细胞、丝状体或片状体，结构简单，整个生物体都能进行光合作用，所以光合作用效率高，生长周期短、速度快。藻类按大小可分为大藻（如海带、紫菜等）和微藻[1]。微藻是一群小型藻类的总称，通常为单细胞或丝状体，直径小于1mm。微藻细胞微小，形态多样，适应性强，分布广泛，有原核藻类和真核藻类。原核藻类是指蓝藻，而蓝藻一般不产油。真核藻类包括绿藻、硅藻、裸藻、黄藻、金藻、褐藻、红藻和隐藻。 2 微藻的营养成分 多中微藻具有丰富的营养价值，其中最具代表性的是螺旋藻。螺旋藻被认为是目前常用微藻中蛋白质含量最高、营养最全面、消化吸收和适口性最好、无毒无副作用、安全性最高的藻种。既可作为蛋白质原料，又可作为食品及饲料的添加剂[2]。 微藻藻粉中含有多种成分，如蛋白质、氨基酸、多糖、维生素、类胡萝卜素、γ-亚麻酸、多种无机元素以及多种微量元素等。并且微藻细胞壁结构中纤维素极少，容易被人和动物消化吸收，越来越受到人们的关注。其营养价值特点如下： 2.1 蛋白质 微藻中蛋白质含量很高，约为40%-60%，可作为单细胞蛋白的一个重要来源，小球藻属中以蛋白核小球藻的蛋白质含量最高，一般不低于50%，明显高于常规植物蛋白源[3]。螺旋藻的蛋白质含量高达58.5%-83.4%，且蛋白质品质优良，易于消化吸收、不含任何阻碍消化吸收的因子。螺旋藻蛋白质中至少含有18种以上氨基酸，包括动物体所必需的8种必需氨基酸且含量丰富[4]。 2.2 多糖 糖类约占藻细胞干重的15%-20%，主要为多糖类。例如甘露糖、甲基糖、藻酸、鼠李糖等，尤其是藻酸、甘露醇是水产珍贵动物所必需，所含的多糖有调节和提高机体免疫力、以及抑癌和抗辐射作用[5]。
一. 基因组文库的构建和应用研究进展 随着后基因组学时代来临，克隆、研究并利用生物的重要基因、研究它们的结构、功能和进化已经成为遗传学领域的热点之一。和原核生物相比，真核生物基因组结构复杂，研究起来较为困难。随着大片断DNA克隆技术的发展核完善，构建真核生物大片断DNA的基因组文库，并以之为平台进行基因组序列测定、物理作图、基因分离、以及基因结构核功能的分析等研究，已经成为真核生物基因组研究中行之有效的方法[1]。 基因组文库是指含有某种生物全部基因的随机片断的重组DNA克隆群体。这个文库象是一个贮存有基因组全部序列的信息库，故称为基因组文库（genomic library），又称为人工构建的基因“活期储蓄所”（genomic bank）。人们既可以通过基因组文库的构建、贮存和扩增特定生物基因组的全部或部分片段，同时又能够在必需时从基因组文库中调出其中的任何DNA片段或目的基因[2]。 1 基因组文库的产生和发展 克隆载体作为基因组文库构建的重要媒介，提高其容纳量一直是重要发展方向之一。自1973年Cohen构建了第一个质粒载体pS101以来，越来越多的克隆载体相继出现，使得克隆载体的整体结构和克隆效率有了很大改善。载体的发展大致经过三个阶段：第一代是以λ噬菌体和粘粒为代表的载体；第二代的代表为YAC （yeast artificial chromosome）、BAC（bacterial artificial chromosome ）及PAC （P1-derived artificial chromosome）；第三代为BIBAC（binary BAC）及TAC （transformation –competent artificial chromosome）为代表的新型文库载体，不仅具有第二代载体的所有特征，而且具备了植物的转化功能[3]。 1.1 第一代载体 λ噬菌体是最早使用的克隆载体，其插入片断仅20 kb左右[4]。1979年Royal 等确定了在粘粒（Cosmid）载体中克隆大片断的可能性[5]。此后粘粒载体用于构建果蝇、小鼠、人等基因组文库，并从这些文库中成功分离得到基因。肺炎支原体基因组全序列的测定就是粘粒文库的基础上完成的[6~8]。粘粒是用包含λ噬菌体cos位点的质粒。载体长4～6 kb，平均插入一般为40 kb左右。重组的粘粒可承载
传感器在农业种植当中的应用 传统的农业种植都是靠经验，什么时候该给农田灌溉，什么时候该施肥完全看农民的主观臆断。遇到年头不好，出现干旱情况，减产那是不可避免的。这种情况，江苏省天蓝地绿农庄在2010年之后就没有出现过，因为他们引进了传感器技术，成为江苏省第一个物联网农业示范区。据他们介绍，有了传感器技术的支撑，各种蔬菜水果的生产情况他们都了如指掌，不光节省了劳动力，还可以实现农田的远程管理。知道他们是怎么做到的吗？下面我们一起来了解一下。 蓝地绿农庄在2010年9月份就开始响应政府号召，引进传感器技术，并对其进行组网。他们在田间里布置很多温湿度传感器、光照传感器和化学传感器等等，通过这些传感器传输过来的信息，了解田间温湿度、光照和养分等情况，对蔬菜生长过程进行全程监控和数据化管理。这些传感器根据需要布置于各个位置，有点悬挂，有的放置于菜地上方，它们能读懂植物的需要，然后对他们进行组网，通过无线发射的方式，传送给办公室的计算机平台，计算机软件对数据进行分析，需要浇水的发送控制指令给系统实施浇水，哪些地方需要施肥也会现实在界面上。此外，田间还装有很多摄像头，技术人员可以进行远程监控。 用天蓝地绿农庄的主人张晓峰的话说植物也有植物的语言，只要我们能够读懂它，制定合理的方案，不要纯粹依靠经验盲目种植肯定能够获得大副增长。这套装置就是通过物联网，通过田间的传感器，监控土壤中的湿度、养分，空气中的二氧化碳、温度等信息，把植物
的语言读懂，翻译过来。 据张晓峰透露，现在农场的管理人员通过电脑、手机上网就知道农场里的信息，电脑可以设置各种参数进行报警，随时提醒管理人员进行相应操作。工作人员普遍反映种菜不像以前那么累了，只要把程序设置好，一个不熟悉种植的人都可以进行操作。 通过了解，如果一个农场进行这样的改造，每亩地的成本大约在10000元左右。但是通过改造，人工成本可以减少百分之二十，产量却可增加百分之十到十五，可以说是物有所值。另外，该装置可以增加用户体验功能，客户可以通过网络，进行选菜，可以知道该种蔬菜生长的各种指标情况，你现在动心了吗？ 总结：通过物联网和传感器技术，我们可以模拟各种蔬菜生长的条件，对其生长环境进行控制。相信将来蔬菜种植不再受地域的限制，比如重庆的朝天椒可以拿到无锡去种植，广州的香蕉可以到北京生长。每个工作人员可以管理田地范围也会进一步扩大，种植变得更精细、更智能，蔬菜的品质也将提高很多。
小球藻大规模培养研究的进展 ① 李师翁 (庆阳师范高等专科学校生物系 甘肃西峰 745000)李虎乾 张建军 (深圳益兴光合有限公司 深圳 518008) 摘要 小球藻是被人类研究并开发利用的单细胞藻类之一。本文就小球藻大规模培养中产量、质量、培养方式、培养基与经济上的可行性之间的关系;气候因子、二氧化碳补加、搅拌、分离、收获与干燥等技术条件及其研究的进展进行了综述,认为未来的发展趋势将是光合生物反应器培养。文中也讨论了小球藻大规模培养中生长量以及限制生长量的主要因素与太阳能转换率之间的关系。 关键词 小球藻,大规模培养,生长量 PROGRESS IN STU DIES ON LARGE 2SCAL E CU L TURE OF CHLORELLA LI Shi 2Weng (Department o f Biology ,Qingyang Teacher ’s College ,X iFeng G anSu 745000) LI Hu 2Qian ZH ANGJian 2Jun (Shenzhen Yixing Photosynthesis Limited Company ,Shenzhen 518008) Abstract Chlorella is one of the single 2cell algae that was studied ,cultured and used for human.The current reiew of the interrelationship of product ,quality ,culture type ,and media type for eco 2nomically feasible system ;the technical condition on climatological factors ,carbonating ,the need for mixing ,seperating ,harvesting and drying ;and the progress of mass culture on Chlorella was sum 2marized in this paper.The future development trends of mass culture will be automatic photosynthe tic reactor culture.The relationship of productivity and the s olar energy conversion efficiency which is one of the main limitations on productivity was discussed als o. K ey w ords Chlorella ,Large 2scale culture ,Productivity 小球藻为绿藻门小球藻属(Chlorella )普生性单细胞绿藻,以光合自养生长繁殖,分布极广,尤以淡水水域种类多,生物量大。对生长条件要求简单,环境耐受性强,繁殖速率高,人工培养较易,单位光照面积的水域培养小球藻的生物量是高等植物的数倍。人类对小球藻的研究开发已有半个世纪的历史。二战期间,由于粮食的缺乏,如何利用水生藻类生物作为人类的食物资源开始成为研究课题,单细胞藻类的培养逐渐被重视起来,许多国家先后进行了培养和营养价值的研究。小球藻是最早被开发研究的对象之一。该属种类较多,其中以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa )蛋白质含量高而受到重视。 现在知道,小球藻作为人类理想的营养源健康食品,在于它具有极其丰富均衡的营养成分和优良的医疗保健作用。蛋白质50～67%,含有人体所需的20种氨基酸、多种维生素和微量元素,以及亚麻酸、亚油酸、胡萝卜素等成分。研究证明小球藻细胞糖蛋白具有①甘肃省教委资助项目。 植物学通报 1998,15(4):45～50 Chinese Bulletin of Botany
传感器在物联网中怎样应用，首先我们要了解什么是物联网。物联网是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量及其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。 其次通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。 和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。 第一，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。 第二，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。 第三，物联网的行业特性主要体现在其应用领域内，目前绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试，某些行业已经积累一些成功的案例。 第四，网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。 第五，传感器应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上